專利名稱：高鈣預熔渣改質鋁渣球及其制備方法
技術領域：
本發明屬于鋼水精煉前處理合金化技術領域，具體涉及ー種對鋼水進行合金化處理和改善精煉處理時鋼渣性狀的高鈣預熔渣改質鋁渣球及其制備方法。
背景技術：
提聞鋼材的純凈度，有利于提聞鋼材品質、改菩鋼材性能和延長鋼材使用壽命，是 “十二五”鋼鐵產品重要的發展方向。而研究開發高效、低成本、穩定生產高潔凈鋼的生產エ 藝將是今后煉鋼技術發展的重點。精煉是提高鋼水純凈度的重要手段。為使鋼水達到潔凈， 必須使鋼水深度除雜，而除雜的前提是必須對鋼水進行強吹氧，氧化提純，使鋼中的雜質氧化成渣上浮，但這會造成鋼水中的氧含量升高，故須對鋼水進行脫氧處理。目前，常見的脫氧物質為鋁、鈣、鎂、硅、錳等；若采用鈣脫氧則成本過高，若采用鎂脫氧則易產生事故隱患， 而采用硅、錳等物質脫氧則效果不理想，而單純采用純鋁脫氧則不利于鋼水中雜質的吸附、 去除。煉鋼エ序中的關鍵技術和難關是鋼水深度除雜產物和爐渣夾雜物的處理。中國專利 CN1752221A公開了ー種《精煉渣改質鋁渣球及其制備方法》一定程度上解決了上述技術問題，但是產品存在以下問題(1)除鋁外的原料為生料，未經預熔處理，雜質含量高、污染鋼水、不利于潔凈鋼生產，同時渣的流動性和保溫效果亦受影響；(2)Ca0含量低(10 13%)， 鋁鈣比高，限制了熔渣吸附鋼水夾雜能力；(3)含有F_，有害于環境和爐襯。對以上專利技術進行改進，中國專利ZL200510094824. 0公開了ー種《預熔型精煉渣改質鋁渣球及其制備方法》是將生料預熔處理后與金屬鋁制球，但也存在CaO含量低(10 15%)和含F_問題； 而中國專利ZL200610097700. 2公開了ー種《鋼包渣改質鋁渣球》不含F—，但存在所用原料為生料及CaO含量偏低的問題。
發明內容
為了克服現有技術的不足，本發明的目的是提供一種用于冶煉潔凈鋼精煉處理時覆蓋鋼水表面保溫并改善鋼渣性狀的高鈣預熔渣改質鋁渣球。本發明的另ー目的是提供該高鈣預熔渣改質鋁渣球的制備方法。為實現本發明的目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是ー種高鈣預熔渣改質鋁渣球，它含有金屬鋁(Al)、氧化鈣(CaO)、三氧化ニ鋁(A1203)、ニ氧化硅(Si02)、 氧化鎂(MgO)、少量水份(H2O)及不可避免的其它雜質，其特征在于它的組份含量按重量百分比是金屬鋁40 47、氧化鈣25 33、三氧化ニ鋁8 15、ニ氧化硅< 6、氧化鎂2. 5 6. 5、水份< 0. 5，其它物質余量。上述高鈣預熔渣改質鋁渣球中，金屬鋁為鋁粒或鋁粉或鋁粒與鋁粉以任意比例混合的混合物；其中，鋁粒粒度為0. I 5mm，鋁粉粒度〈O. I mm。為實現本發明的另ー目的，上述高鈣預熔渣改質鋁渣球的具體制備方法如下
I)預熔渣的制備將取樣分析合格后的石灰石粉、氧化鈣、礬土粉、鐵紅及鎂砂粉按照重量份30 50:10 30:20 40:5 10:1 3的配比稱重、混勻，得混勻料，再加入混勻料的重量I 10%的濃度為30%的紙漿廢液并攪勻，壓制成球狀或塊狀物料，再投入熔爐中熔融，出爐冷卻后按所需要求粒級進行處理，即得預熔渣；
2)高鈣預熔渣改質鋁渣球的制備將重量百分比為40 47的金屬鋁和重量百分比為 53 60的上述預熔渣稱重配比、混勻后得混合物，加入上述混合物重量的2 8%的羧甲基纖維素或木鈣作結合劑，再攪勻后將物料放入對輥式壓球機內滾壓成球，篩分合格粒級進入隧道窯中于100 500°C烘烤處理30 100分鐘，得半成品，水份控制在O. 5%以下時冷卻、篩分，得成品，包裝、入庫。進一步地，上述各原料的化學成分的含量按重量百分比分別為
金屬鋁A1 ≥ 95%、Si ≤ 4% ；
石灰石粉CaCO3 ≥ 95%、SiO2 ≤ 5% ；
氧化鈣CaO ≥ 97%、SiO2 ≤ 2% ；
礬土粉=Al2O3 ≥ 80%、SiO2 ≤ 15% ；
鐵紅Fe203 ≥ 95% ；
鎂砂粉MgO ≥97%。本發明的有益效果是，精煉時加入高鈣預熔渣改質鋁渣球，對鋼水進行合金化處理和改善精煉處理時鋼渣性狀，有利于夾雜物的吸附、去除，減少成品中氧含量，控制有害雜質含量極低的精煉前處理添加物；使鋼水表面鋪展保溫效果好，預熔處理使渣的均勻性、 流動性得到改善；金屬鋁除降低渣中全鐵含量外，還會降低鋼水中成品的氧含量高的氧化鈣含量和改善爐渣去除夾雜物，降低了鋁鈣比，提高了熔渣吸附鋼水中氧化物夾雜(Al2O3) 能力，凈化鋼水；同時，因不含F—，有益于環保及爐襯。
具體實施例方式一種高鈣預熔渣改質鋁渣球，它含有金屬鋁(Al)、氧化鈣(CaO)、三氧化二鋁 (A1203)、二氧化硅(Si02)、氧化鎂(MgO)、少量水份(H2O)及不可避免的其它雜質，它的組份含量按重量百分比是金屬鋁40 47、氧化鈣25 33、三氧化二鋁8 15、二氧化硅< 6、 氧化鎂2. 5 6. 5、水份< O. 5，其它物質余量。上述高鈣預熔渣改質鋁渣球中，金屬鋁為鋁粒或鋁粉或鋁粒與鋁粉以任意比例混合的混合物；其中，鋁粒粒度為O. I 5mm，鋁粉粒度〈O. I mm。上述高鈣預熔渣改質鋁渣球的制備方法，其制備方法如下
O預熔渣的制備將取樣分析合格后的石灰石粉、氧化鈣、礬土粉、鐵紅及鎂砂粉按照重量份30 50:10 30:20 40:5 10:1 3的配比稱重、混勻，得混勻料，再加入混勻料的重量I 10%的濃度為30%的紙漿廢液并攪勻，壓制成球狀或塊狀物料，再投入熔爐中熔融，出爐冷卻后按所需要求粒級進行處理，即得預熔渣；
2)高鈣預熔渣改質鋁渣球的制備將重量百分比為40 47的金屬鋁和重量百分比為 53 60的上述預熔渣稱重配比、混勻后得混合物，加入上述混合物重量的2 8%的羧甲基纖維素或木鈣作結合劑，再攪勻后將物料放入對輥式壓球機內滾壓成球，篩分合格粒級進入隧道窯中于100 500°C烘烤處理30 100分鐘，得半成品，水份控制在O. 5%以下時冷卻、篩分，得成品，包裝、入庫。實施例I :ー種高鈣預熔渣改質鋁渣球，它含有金屬鋁(Al)、氧化鈣(CaO)、三氧化ニ鋁(A1203)、 ニ氧化硅(Si02)、氧化鎂(MgO)、少量水份(H2O)及不可避免的其它雜質，它的組份含量按重量百分比是金屬招46、氧化I丐30、三氧化ニ招14、ニ氧化娃5、氧化鎂4、水份0. 26,其它物
質余量。上述高鈣預熔渣改質鋁渣球的制備方法具體エ藝流程如下
I)原材料取樣分析及備料
按各原料的化學成分的含量按重量百分比分別為
金屬鋁A1≥95%、Si≤4% ；
石灰石粉CaCO3 ≥ 95%、SiO2 ≤ 5% ；
氧化鈣CaO ≥97%、SiO2 ≤ 2% ；
礬土粉=Al2O3 ≥ 80%、SiO2≤ 15% ；
鐵紅=Fe2O3 ≥ 95% ；
鎂砂粉MgO ≥ 97%的要求，將金屬鋁、石灰石粉、氧化鈣、礬土粉、鐵紅、鎂砂粉及結合劑(羧甲基纖維素或木鈣作結合剤)采購到位分別儲存，并對原料取樣分析，其化學組成分別是
金屬鋁A1 ≥ 99. 2%、Si ≤ 0. 3% ；
石灰石粉=CaCO3 ≥ 95. 9%、SiO2 ≤ 2. 08% ；
氧化鈣CaO ≥ 97. 8%、SiO2 ≤ 0. 85% ；
礬土粉=Al2O3 ≥ 82. 7%、SiO2 ≤ 11. 6% ；
鐵紅:Fe203 ≥ 96. 4% ；
鎂砂粉MgO≥97. 3%。2)預熔渣的制備將取樣分析合格后的原料稱重石灰石粉500kg、氧化鈣270kg、 礬土粉330kg、鐵紅20kg及鎂砂粉95kg，將上述原料投入轉鼓式混料機中混合30分鐘至勻，混勻料中加入濃度30%的紙漿廢液35kg并攪勻，然后將混合料于對輥式壓球機成型 20 60_的球狀或塊狀物料，烘干后再投入中頻熔爐中熔融，出爐冷卻后按所需要求粒級進行處理，即得預熔渣，入庫儲存備用；
預熔渣的化學成分的組份含量按重量百分比分別為
CaO 54. 2%, Al2O3 25. 1%, SiO2 9. 7%, MgO 8. 5%, Fe2O3 2. 5%。3)高鈣預熔渣改質鋁渣球的制備
將金屬鋁和預熔渣分別稱重金屬鋁460kg、預熔渣535kg，將上述原料投入轉鼓式混料機中混合40分鐘至勻，混勻料中加入40kg羧甲基纖維素并攪勻，然后將混合料于對輥式壓球機成型20 40mm的球狀物料，將篩分合格粒級進入隧道窯中于400°C烘烤處理80分鐘，得半成品，水份控制在0. 5%以下時冷卻、篩分，得成品，包裝、入庫。以上實施的成品化學成分的組份含量按重量百分比分別為
Al 45. 3%, CaO 29. 1%, Al2O3 13. 5%, SiO2 5. 6%, MgO 4. 7%, H2O 0. 26%。實施例2:
ー種高鈣預熔渣改質鋁渣球，它含有金屬鋁(Al)、氧化鈣(CaO)、三氧化ニ鋁(A1203)、 ニ氧化硅(Si02)、氧化鎂(MgO)、少量水份(H2O)及不可避免的其它雜質，它的組份含量按重量百分比是金屬招42、氧化I丐33、三氧化ニ招15、ニ氧化娃4、氧化鎂5、水份0. 3,其它物質余量。上述高鈣預熔渣改質鋁渣球的制備方法具體工藝流程如下
O原材料取樣分析及備料
按各原料的化學成分的含量按重量百分比分別為
金屬鋁A1 彡 95%、Si ( 4% ；
石灰石粉CaCO3 彡 95%、SiO2 ( 5% ；
氧化鈣CaO 彡 97%、SiO2 ( 2% ；
礬土粉=Al2O3 彡 80%、SiO2 彡 15% ；
鐵紅Fe203 彡 95% ；
鎂砂粉MgO ^ 97%的要求，將金屬鋁、石灰石粉、氧化鈣、礬土粉、鐵紅、鎂砂粉及結合劑(羧甲基纖維素或木鈣作結合劑)采購到位分別儲存，并對原料取樣分析，其化學組成分別是
金屬鋁A1 彡 99. 5%、Si ( O. 2% ；
石灰石粉CaCO3 彡 95. 2%、SiO2 ( 2. 3% ；
氧化鈣CaO 彡 96. 9%、SiO2 ( I. 0% ；
礬土粉=Al2O3 彡 83. 5%、SiO2 ( 10. 9% ；
鐵紅Fe203 彡 97. 6% ；
鎂砂粉MgO彡97. 6%ο2)預熔渣的制備
將取樣分析合格后的原料稱重石灰石粉300kg、氧化鈣300kg、礬土粉280kg、鐵紅 15kg及鎂砂粉80kg，將上述原料投入轉鼓式混料機中混合30分鐘至勻，混勻料中加入濃度 30%的紙漿廢液30kg并攪勻，然后將混合料于對輥式壓球機成型20 60mm的球狀或塊狀物料，烘干后再投入中頻熔爐中熔融，出爐冷卻后按所需要求粒級進行處理，即得預熔渣， 入庫儲存備用；
預熔渣的化學成分的組份含量按重量百分比分別為
CaO 58. 6%, Al2O3 22. 4%, SiO2 8. 1%, MgO 9. 0%, Fe2O3L 9% ；
4)高鈣預熔渣改質鋁渣球的制備
將金屬鋁和預熔渣分別稱重金屬鋁425kg、預熔渣570kg，將上述原料投入轉鼓式混料機中混合40分鐘至勻，混勻料中加入40kg木鈣并攪勻，然后將混合料于對輥式壓球機成型20 40mm的球狀物料，將篩分合格粒級進入隧道窯中于300°C烘烤處理90分鐘，得半成品，水份控制在O. 4%以下時冷卻、篩分，得成品，包裝、入庫。以上實施的成品化學成分的組份含量按重量百分比分別為
Al 41. 6%, Ca032. 8%, Al2O3 14. 5%, SiO2 3. 7%, MgO 4. 8%, H2O O. 3%。試驗結論本發明制備的高鈣預熔渣改質鋁渣球，2011年10月26日在國內某大型鋼廠的LF精煉爐上進行試驗，試驗過程和數據結果表明加入本發明高鈣預熔渣改質鋁渣球后，鋼水的保溫性能及熔渣的流動性能得到改善，渣中的氧化鐵含量下降約24%，鋼水中全氧量明顯下降，鋁鈣比降低，有利促進了熔渣對鋼中夾雜物的吸附、去除，效果顯著。本發明適合冶煉鋼種為成品氧有要求的低碳、超低碳鋼及各種潔凈鋼。
權利要求
1.一種高鈣預熔渣改質鋁渣球，它含有金屬鋁(Al)、氧化鈣(CaO)、三氧化二鋁 (A1203)、二氧化硅(Si02)、氧化鎂(MgO)、少量水份(H2O)及不可避免的其它雜質，其特征在于它的組份含量按重量百分比是金屬鋁40 47、氧化鈣25 33、三氧化二鋁8 15、二氧化硅< 6、氧化鎂2. 5 6. 5、水份< O. 5，其它物質余量。
2.根據權利要求I所述的高鈣預熔渣改質鋁渣球，其特征在于所述的金屬鋁為鋁粒或鋁粉或鋁粒與鋁粉以任意比例混合的混合物；其中，鋁粒粒度為O. I 5_，鋁粉粒度〈O. I mm η
3.—種如權利要求I所述高鈣預熔渣改質鋁渣球的制備方法，其制備方法如下O預熔渣的制備將取樣分析合格后的石灰石粉、氧化鈣、礬土粉、鐵紅及鎂砂粉按照重量份30 50:10 30:20 40:5 10:1 3的配比稱重、混勻，得混勻料，再加入混勻料的重量I 10%的濃度為30%的紙漿廢液并攪勻，壓制成球狀或塊狀物料，再投入熔爐中熔融，出爐冷卻后按所需要求粒級進行處理，即得預熔渣；.2)高鈣預熔渣改質鋁渣球的制備將重量百分比為40 47的金屬鋁和重量百分比為 53 60的上述預熔渣稱重配比、混勻后得混合物，加入上述混合物重量的2 8%的羧甲基纖維素或木鈣作結合劑，再攪勻后將物料放入對輥式壓球機內滾壓成球，篩分合格粒級進入隧道窯中于100 500°C烘烤處理30 100分鐘，得半成品，水份控制在O. 5%以下時冷卻、篩分，得成品，包裝、入庫。
全文摘要
本發明涉及一種用于冶煉潔凈鋼精煉處理時覆蓋鋼水表面保溫并改善鋼渣性狀的高鈣預熔渣改質鋁渣球及其制備方法，它含有金屬鋁、氧化鈣、三氧化二鋁、二氧化硅、氧化鎂、少量水份及不可避免的其它雜質，適應于潔凈鋼的冶煉。精煉時加入高鈣預熔渣改質鋁渣球，在鋼水表面鋪展保溫效果好，預熔處理使渣的均勻性、流動性得到改善；金屬鋁除降低渣中全鐵含量外，還會降低鋼水中成品的氧含量高的氧化鈣含量，降低了鋁鈣比，提高了熔渣吸附鋼水中氧化物夾雜(Al2O3)能力，凈化鋼水；同時，因不含F-，益于環保及爐襯。與現有技術相比，本發明具有更有利于夾雜物的吸附、去除，減少成品中氧含量，控制有害雜質極低含量，環保且不腐蝕爐襯的優點。
文檔編號C21C7/04GK102586544SQ20121007403
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月20日 優先權日2012年3月20日
發明者朱先營, 楊杰, 王國華, 許雙貴, 謝小群, 陳希來 申請人:西峽縣恒基冶材有限公司